package com.lwl.Algorithmic_data_structure.class05快排;

import org.junit.Test;

import java.util.Arrays;

public class Code02QuickSort {

    public void quickSort(int[] arr){
        process(arr,0,arr.length-1);
    }

    private void process(int[] arr, int left, int right) {
        if(left >= right){
            return;
        }
        swap(arr,left + ((int)(Math.random())*(right-left+1)),right);
        int[] side = partition(arr,left,right);
        process(arr,left,side[0]-1);
        process(arr,side[1]+1,right);
    }
    @Test
    public void test(){
        int i = 1,j = 1;
        System.out.println((++i));
        System.out.println(j++);
    }
    //返回的是一个一个包裹着分界值 的上分界和下分界，取不到分界值的
    private int[] partition(int[] arr, int left, int right) {
        //已经随机将一个数 放在right的位置上了，所以是以arr[right] 为分界
        if(right < left){
            return new int[]{-1,-1};
        }
        if(right == left){
            return new int[]{left,right};
        }
        //这样设值可以处理数组内的值全为分界值的情况,
        //因为下一次process调的范围是 [left,less-1],[more+1,right]
        //这样就不会取到分界值的数组了
        int less = left - 1;//左边界，包住比分界值小的数
        int more = right;   //右边界，包住比分界值大的数

        int index = left;
        while (index < more){
            if(arr[index] == arr[right]){
                //当前值等于分界值，左右边界不动,（这个值就放在左分界前，等待下一次比分界值小的数进行交换即可）
                index++;
            }
            else if(arr[index] < arr[right]){
                //当前值小于分界，交换左边界外的第一个数，同时左边界收缩,一开始左边界为left-1，没有包含任何数
                less++;
                swap(arr,index,less);
                index++;
            }else{
                //当前值大于分界值，将当前值交换到右边界外的第一个数，同时收缩右边界，index不变，因为交换之后当前的index还没进行判断
                //一开始more指的就是分界值，当作是空
                more--;
                swap(arr,index,more);
            }
        }
        swap(arr,more,right);
        return new int[]{less+1,more};
    }

    private void swap(int[] arr, int index, int right) {
        int t = arr[index];
        arr[index] = arr[right];
        arr[right] = t;
    }
    @Test
    public void test1(){
        int[] ints = new int[]{3, 2, 1, 5, 4, 2, 1, 6, 5, 7, 9, 10};
        quickSort(ints);
        for (int anInt : ints) {
            System.out.print(anInt + " ");
        }
    }

    // 生成随机数组（用于测试）
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // 拷贝数组（用于测试）
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    // 对比两个数组（用于测试）
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // 打印数组（用于测试）
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
    @Test
    public void test2(){
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 100;
        boolean succeed = true;
        System.out.println("test begin");
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            Arrays.sort(arr1);
            quickSort(arr2);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;
                break;
            }
        }
        System.out.println("test end");
        System.out.println("测试" + testTime + "组是否全部通过：" + (succeed ? "是" : "否"));
    }
}
